5电能的输送

高二物理导学案（编号ⅡD122604） 5.55.5 电能的输送电能的输送 班级姓名 【自主学习】【自主学习】 一、输送电能的基本要求一、输送电能的基本要求 1.可靠保证供电线路可靠的工作，少有故障。 2.保质保证电能的质量___________和__________稳定。 3.经济输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少。 二、降低输电损耗的两个途径（参照课本二、降低输电损耗的两个途径（参照课本 4545 页）页） 问题一怎样计算输电线路损失的功率 问题二在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为 原来的几分之一在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功 率减为原来的几分之一 问题三通过对问题二的计算，你认为哪种途径对于降低输电线路中的损耗更为有效 问题四怎样计算用户消耗的功率P 问题五在保证用户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流 【合作探究合作探究】 1．电压关系 （1）输电线路上的电压损失 输电线始端电压U 2和末端电压U3 的差值是输电线路的电压损失U 损 ，即U 损 。 2升压变压器原副线圈电压关系U1U 2 3降压变压器原副线圈电压关系 2.电流关系 1升压变压器原副线圈中电流关系I1I 2 3降压变压器原副线圈中电流关系 3.功率关系 高二物理导学案（编号ⅡD122604） 4.如果远距离输电的电功率 P 2 不变，输电电压为 U 2 ，导线电阻为 r，则导线上损失的功率 P 损 I r因此若输电电压提高n 倍，则 P 损 变为原来的 题型一输电线路上的电压和电功率损失 例 1远距离输电，输电功率一定，当输电电压为U 0 时，输电线上的电流为I 0 ，损失的电功率 为P 0 .则当输电电压提高为2U 0 时（） A. 由 IU/R 得，输电线上的电流变为2I 0 B.由 IP/U 得，输电线上的电流变为I 0 /2 C． 由 PU/R 得， 输电线上损失的电功率为4P 0 D.由 PIU 得， 输电线上损失的电功率为2P 0 题型二远距离输电的电路分析 例 2某校备用交流发电机的内阻为r＝1 Ω ，升压变压器匝数比为 1∶4，降压变压器的匝数 比为 4∶1，输电线的总电阻为R＝4 Ω ，全校 22 个教室，每个教室用“220 V40 W”的灯12 盏。要求在应急情况下，每个教室只开6 盏灯，各灯都正常发光，则 1发电机的输出功率多大（画出远距离输电示意图） 2发电机的电动势多大 3输电线上损耗的电功率多大 【方法技巧点拨】 电路被划分为三个独立的回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应 的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律和串、并联电路规律， 而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁。 【学后自测】 1．远距离输送一定功率的交变电流， 若输电电压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失 和功率损失正确的是不考虑电抗产生的损失 ． A．功率损失是原来的 1/n B．功率损失是原来的 1/n C．电压损失是原来的 1/n D．电压损失是原来的n倍 2.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯， 电灯比深夜时要显得暗些，这是因为此时． A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小 B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小 C．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大 D．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电压 2 2 2 高二物理导学案（编号ⅡD122604） 3.某水电站，用总电阻为2.5 Ω 的输电线输电给 500 km 外的用户，其输出电功率是 310 kW. 现用 500 kV 电压输电，则下列说法正确的是 5 A．输电线上输送的电流大小为2.010 A B．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV 8 C．若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为910 kW 2 D．输电线上损失的功率为ΔP＝U/r，U为输电电压，r为输电线的电阻 4. 水电站向小山村输电，输送的电功率为50 kW，若以 1100 V 送电，则线路损失为 10 kW，若 以 3300 V 送电，则线路损失可降为 A．3.3 kW B．1.1 kW C．30 kWD．11 kW 5.中国已投产运行的 1000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地 原来用 500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都 不变的条件下，现改用 1000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电 功率将变为 A. B. C．2PD．4P 42 6．一台发电机最大输出功率为 4000 kW，电压为 4000 V，经变压器T1升压后向远方输电．输 电线路总电阻R＝1 kΩ .到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡220 V60 W．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电 机处于满负荷工作状态，则 3 A．T1原、副线圈电流分别为10 A 和 20 A 5 B．T2原、副线圈电压分别为1.810 V 和 220 V C．T1和T2的变压比分别为 1∶50 和 40∶1 4 D．有 610 盏灯泡220 V,60 W正常发光 7．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r， 升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4变压器均为理 想变压器．要使额定电压为 220 V 的用电器正常工作，则． A. ＞ B. ＜ C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 8.一台小型发电机的最大输出功率为 P 1 100 kW， 输出电压 恒为 U 1 500 V，现用电阻率为 ρρ 1.810 Ω m，横截面积为 s10 m 的输电线向距离为 L410 m 远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总 功率的 4，求 1所用的理想升压变压器原副线圈的匝数比是多少 2如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多 少 3 －8－52 6 PP n 2 n 3 n 1 n 4 n 2 n 3 n 1 n 4 高二物理导学案（编号ⅡD122604） 9.某小型水电站，水以 3 m/s 的速度流入水轮机，而以 1 m/s 的速度流出．流出水位比流入 水位低 1.6 m，水流量为 2m/s.如果水流能量的 75 供给发电机，求 1 若发电机效率为 80，则发电机的输出功率为多大 2发电机的输出电压为 240 V，输电线路的电阻为 19.2 Ω ，许